汪洋

摘 要：文章對(duì)水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的整體架構(gòu)進(jìn)行介紹，分析水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)業(yè)務(wù)實(shí)施流程，并對(duì)水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的具體應(yīng)用情況進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能水電廠 水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng) 應(yīng)用

1引言

在目前基于集成、統(tǒng)一以及可靠的軟硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行智能水電廠建設(shè)的過(guò)程中，需要通過(guò)可靠的控制方法以及數(shù)據(jù)收集和分析技術(shù)、智能化的決策支持技術(shù)來(lái)對(duì)水電廠運(yùn)行和設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行收集和分析，然后是實(shí)現(xiàn)對(duì)水電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的控制以及生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益的提高。在目前的智能水電廠建設(shè)和技改過(guò)程中，水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)可以對(duì)實(shí)時(shí)的雨水情和電力數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水電廠水庫(kù)發(fā)電以及防洪等調(diào)度和管理，需要從系統(tǒng)對(duì)象建模和數(shù)據(jù)交互、水調(diào)系統(tǒng)信息集成以及系統(tǒng)平臺(tái)研究等幾個(gè)方面進(jìn)行智能水電廠水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)和完善。

2水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的整體架構(gòu)

2.1系統(tǒng)構(gòu)成

目前智能水電廠中應(yīng)用的水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)主要由水庫(kù)調(diào)度專業(yè)應(yīng)用、水情信息采集系統(tǒng)能夠以及水庫(kù)調(diào)度系統(tǒng)組成。其中水庫(kù)調(diào)度專業(yè)應(yīng)用中的模塊主要有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、中長(zhǎng)期水文預(yù)報(bào)、發(fā)電調(diào)度、節(jié)水增發(fā)、資料整編、實(shí)時(shí)調(diào)度、防洪調(diào)度、洪水預(yù)防和模塊。而水庫(kù)調(diào)度系統(tǒng)中的模塊則主要有畫面編輯、查詢平臺(tái)、調(diào)度值班、Web應(yīng)用、第三方接口、數(shù)據(jù)處理、對(duì)外通信、信息采集與交換、數(shù)據(jù)庫(kù)以及系統(tǒng)服務(wù)和后臺(tái)管理等模塊組成。水情信息采集系統(tǒng)則主要有數(shù)據(jù)采集和遙測(cè)接收等模塊組成。上述三個(gè)主要部分主要是在智能水電廠一體化管控平臺(tái)上建立起來(lái)的，在此基礎(chǔ)上不僅可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的信息收集和交換，通過(guò)不同的前臺(tái)界面以及后臺(tái)服務(wù)來(lái)向不同的用戶提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用、信息檢索以及圖形交互等需求。而且可以在專業(yè)系統(tǒng)智能化發(fā)展的推動(dòng)下來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)優(yōu)化運(yùn)行措施的制定來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水能利用效率的提高。也就說(shuō)在進(jìn)行水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的建設(shè)時(shí)，需要在智能水電廠一體化管控平臺(tái)上對(duì)智能應(yīng)用功能組件進(jìn)行解決，而且要對(duì)此管控平臺(tái)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行充分考慮，并且需要完成以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：首先就是對(duì)水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和信息模型進(jìn)行分析以及進(jìn)行水調(diào)應(yīng)用統(tǒng)一系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)，滿足水電廠智能化設(shè)施之間在一定的標(biāo)準(zhǔn)之下進(jìn)行信息數(shù)據(jù)交換的目的。其次就是通過(guò)對(duì)此管控平臺(tái)中間件的合理選擇來(lái)確保服務(wù)發(fā)布管理的規(guī)范性和統(tǒng)一性，并且滿足進(jìn)行業(yè)務(wù)模塊以及分層設(shè)計(jì)高效共享的要求。最后就是對(duì)水調(diào)信息資料的高度集成以及分析和應(yīng)用功能進(jìn)行研發(fā)。

2.2信息流程處理

水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行中主要的數(shù)據(jù)來(lái)源就是水情測(cè)報(bào)信息數(shù)據(jù)，然后將此數(shù)據(jù)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向數(shù)據(jù)中心庫(kù)進(jìn)行傳輸和在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行實(shí)時(shí)儲(chǔ)存，在數(shù)據(jù)中心中進(jìn)行歷史信息數(shù)據(jù)的匯總，滿足信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。然后就可以采用各種功能模塊來(lái)對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并得出平臺(tái)所需要的各種信息結(jié)果。為了滿足不同客戶的需求則需要通過(guò)不同的客戶端來(lái)進(jìn)行展示，實(shí)現(xiàn)通過(guò)服務(wù)平臺(tái)以及外聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行信息的交流和溝通。

3水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)業(yè)務(wù)實(shí)施流程

水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的業(yè)務(wù)實(shí)施流程最開(kāi)始從氣象預(yù)報(bào)開(kāi)始，這就需要?dú)庀笈_(tái)對(duì)短期以及中期的天氣情況進(jìn)行預(yù)報(bào)，然后在此基礎(chǔ)上就會(huì)通過(guò)水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)中的集成能量管理系統(tǒng)以及水情自動(dòng)預(yù)報(bào)系統(tǒng)來(lái)對(duì)氣象、水情以及雨情等數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)收集和分析，然后根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的結(jié)果來(lái)對(duì)水庫(kù)調(diào)度、水務(wù)綜合管理以及水文預(yù)報(bào)進(jìn)行優(yōu)化，并將此數(shù)據(jù)作為發(fā)電、防洪等水庫(kù)調(diào)度、以及向單個(gè)水電站或水電站群進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度，還有上下級(jí)之間的調(diào)度系統(tǒng)通信提供數(shù)據(jù)支持。

在根據(jù)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)電調(diào)度優(yōu)化的過(guò)程中，就是在一定的調(diào)度時(shí)間內(nèi)對(duì)水庫(kù)庫(kù)容初期或者末期的對(duì)應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行分析以及對(duì)具體的來(lái)說(shuō)情況和其他的約束因素進(jìn)行分析，通過(guò)具體決策的實(shí)施確保調(diào)度期間的合理用水，確保發(fā)電運(yùn)行始終處于最佳狀態(tài)。在上述過(guò)程中需要按照以下步驟來(lái)進(jìn)行優(yōu)化：首先就需要對(duì)水情系統(tǒng)中特定的用水量來(lái)進(jìn)行讀取，而且要結(jié)合近期的實(shí)際發(fā)電曲線和電網(wǎng)符合曲線進(jìn)行分析，制定目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)目標(biāo)來(lái)確保滿足所有的約束因素，然后通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模式來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)水電站群發(fā)電生產(chǎn)過(guò)程線的獲取。最后在通過(guò)計(jì)算人員對(duì)其進(jìn)行修正和上報(bào)。其次就是受到網(wǎng)調(diào)下達(dá)的發(fā)電調(diào)度計(jì)劃之后，在滿足上述約束條件的情況下執(zhí)行“以電定水”的原則來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷曲線的分析。最后就是在滿足安全約束條件下，按照盡量降低耗煤量、耗水量或者耗能量的要求來(lái)進(jìn)行優(yōu)化分配，對(duì)發(fā)電調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行分解并向各個(gè)部門進(jìn)行下發(fā)和執(zhí)行。這樣在分析下一輪的優(yōu)化發(fā)電計(jì)劃的同時(shí)，就會(huì)實(shí)現(xiàn)上述控制系統(tǒng)的閉環(huán)運(yùn)行，而且在運(yùn)行中要不斷進(jìn)行修正和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)水能利用效率的提升以及對(duì)此流域中各個(gè)水電站發(fā)電機(jī)組進(jìn)行聯(lián)合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

4水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1數(shù)據(jù)收集和通信

水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)收集和通信主要是通過(guò)水情遙測(cè)站以及此系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)施以及軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而且在此過(guò)程中要基于TCP/IP協(xié)議以及IEC61850標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信并確保通信的有效性。其中需要通過(guò)智能電子設(shè)施來(lái)進(jìn)行溫度、雨水情以及電壓等信息的收集，并通過(guò)水調(diào)數(shù)據(jù)平臺(tái)嚴(yán)格執(zhí)行上述標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行信息的傳輸，以及在相應(yīng)的輸出系統(tǒng)平臺(tái)上使用。

4.2數(shù)據(jù)交換

在IEC61970標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行面向水調(diào)應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建，對(duì)各方進(jìn)行通信的服務(wù)智能化管理與虛擬化交互進(jìn)行支持?；谒{(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)對(duì)水調(diào)自動(dòng)化CIS進(jìn)行定義，規(guī)定組件信息交換或者訪問(wèn)公開(kāi)數(shù)據(jù)而應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的各類接口，通過(guò)CIS建立的高效的總線結(jié)構(gòu)以及通信模型來(lái)對(duì)各個(gè)組件進(jìn)行連接，在此模式的支持下實(shí)現(xiàn)通信連接數(shù)量的增加以及組件之間互操作性的提升。

5結(jié)語(yǔ)

在目前智能水電廠的建設(shè)和技改過(guò)程中，水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)是其中比較重要的建設(shè)內(nèi)容，可以在報(bào)表、人機(jī)界面、模型管理以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理中提供高效、準(zhǔn)確且統(tǒng)一的解決措施，滿足不同領(lǐng)域的不同需求，而且通過(guò)可視化的應(yīng)用平臺(tái)以及標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范來(lái)滿足廣大用戶對(duì)業(yè)務(wù)應(yīng)用、信息檢索以及圖形交互的需求，實(shí)現(xiàn)水調(diào)系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)圖表、數(shù)據(jù)報(bào)警以及實(shí)時(shí)監(jiān)視等方面的應(yīng)用目標(biāo)，促進(jìn)智能水電廠的建設(shè)和完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 龐濤， 劉瀟. 水電一體化水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與思考[J]. 科技展望， 2015， 25（36）.

[2] 阮宏華. 試論水電廠水調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 通訊世界， 2015（10）：188-189.